本书为普通高等教育十一五*规划教材。在编写中，本书根据三个面向的教育思想，整合了相关内容，精简基础理论，突出工程实践与应用。全书包括绪论和10个章节。其中，绪论介绍测试技术的基本概念、工程应用及未来发展趋势；其他10章分为上、下两篇，主要内容包括：信号的波形分析、信号的频域分析、信号的幅值域分析、信号的时差域相关分析、信号的时频域分析、数字信号的滤波、传感器技术、信号调理技术、测试系统的特性与计算机化测试系统。本书为中国大学MOOC(慕课)工程测试技术基础配套教材，读者可通过网址https://www.icourse163.org/访问相关教学视频。本书吸取了当代的新理论和新技术研究成果，基础理论部分沿测试流程主线逐次论述，条理清晰，分析透彻；应用部分列举了大量来源于科研及生产实践的实例。本书可作为高等工科院校机械设计制造及其自动化专业的教材，也可作为其他机械类和非机械类专业的教材，还可作为企业和科研单位技术人员的参考书。

1、本书为普通高等教育十一五*规划教材，*一流本科课程工程测试技术基础配套教材；2、本书主要作者由华中科技大学工程测试技术基础教学团队编写，其中何岭松教授为*教学名师，负责国家金课工程测试技术基础。

测试技术作为一项共性技术在工业生产与科学研究的各个领域都有着广泛的应用。随着科学技术的不断进步，产品信息化、数字化、智能化的趋势愈加明显，测试技术正日益成为科技发展水平的重要标志。尤其近年来，5G数字化时代的到来极大推动了物联网、智能制造、大数据、无人驾驶、智能机器人、VR等新兴领域的高速发展，而测试技术则是其发展的基础。我国许多高等工科院校自20世纪80年代以来都相继开设了测试技术这门课，尤其对于机械与测控类专业而言，这门课更是一门重要的专业基础课。在长期的教学实践过程中，编者发现学生普遍存在难以将抽象物理概念与工程实践相联系的问题，缺乏灵活运用测试技术解决实际工程问题的能力。近年来，随着高等工科教育改革的不断深化，如何突出和加强大学生的工程实践与创新能力成为社会普遍关注的问题。邓小平同志曾提出三个面向的教育思想，指明现代教育要适应科学技术和社会、经济的发展变化，培养高质量、适应新时代发展需求的人才。习近平同志也曾强调要在新时代新形势下抓住机遇、超前布局，以更高远的历史站位、更宽广的国际视野、更深邃的战略眼光，加快推进教育现代化建设。为此，编者根据普通高等教育十一五*教材出版规划，依托华中科技大学出版社，组织有关教师编写了这本面向工程实践教育的工程测试技术基础教材。该教材在原有教材的基础上，对相关内容进行了进一步整合，压缩了信号与系统中抽象的理论与公式推导，将重点放在基本概念及其物理意义的工程解释上，使学生更加容易理解、掌握和应用；同时保留和补充了大量关于抽象物理概念与测试技术工程应用的实例，突出了理论与实践、知识与应用相结合，是一本在内容、体系等方面具有较大改革力度的教科书，为培养卓越工程技术人才奠定基础。本教材第0章为绪论，主要介绍测试技术的基本概念、工程应用，以及未来发展趋势。正文部分分为上、下两篇。上篇共7章，主要论述信号分析技术。第1章介绍信号的分类、采样与经典的波形分析方法；第2章介绍信号的频域分析方法；第3章介绍信号的幅值域分析方法；第4章介绍信号的时差域相关分析方法；第5章介绍信号的时频域分析方法；第6章介绍数字信号的滤波。下篇共4章，主要论述传感器技术与测试系统。第7章介绍工程中常用传感器的转换原理、组成、分类与应用；第8章介绍信号调理技术；第9章介绍测试系统的基本特性及其分析评价方法；第10章介绍计算机化测试系统的原理、构成与发展概况。本教材配套有中国大学MOOC(慕课)教学视频，师生们可通过https://www.icourse163.org/免费获取。本教材中，基础理论部分沿测试流程主线逐次论述，条理清晰，分析透彻；应用部分列举了大量实例，这些实例来源于科研及生产实践。尤其更具特色的是，本教材中较多及较好地吸取了当代的新理论和新技术研究成果。因此，本教材既便于教学和自学，也能供科研、设计和其他工程技术人员借鉴。本教材可作为高等工科院校机械设计制造及其自动化专业的教材，还可作为其他机械类和非机械类专业的教材，也可作为企业和科研单位技术人员的参考书。本教材由华中科技大学的廖广兰教授、何岭松教授、刘智勇讲师、冯搏讲师共同完成。廖广兰教授、何岭松教授为本课程的设置与改革、教学内容与体系的建立、大纲的修订等作出了重要贡献；刘智勇讲师负责第0～6章的编写与修订，以及全书的编排与校对工作；冯搏讲师负责第7～10章的编写及修订工作。本教材中图稿的绘制与编排得到了编者所在课题组的成员刘星月博士、叶海波博士生、张许宁博士生、何春华博士生、韩京辉博士生、杨世源硕士生、熊美明硕士生的大力支持。本教材在编写过程中，参考和借鉴了大量有关测试技术方面的教材和论著，在此对它们的作者表示衷心的感谢。同时，由于时间紧迫和编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请读者批评指正。

廖广兰，男，华中科技大学机械科学与工程学院机械电子与信息工程系教授、博士生导师，振动与冲击等杂志编委。2003年博士毕业于华中科技大学，2003年7-9月前往GE Global Research Center从事实习研究，2006年6-12月先后作为主任技师前往日本Fine Tech. Corp.、深圳富士康开展合作研究，2009.1-2010.1月作为访问学者前往佐治亚理工学院开展访学研究。2009年参与*教学团队《机械学科测控课程群教学团队》、2011年入选教育部新世纪优秀人才支持计划、2012年获得国家自然科学基金委优秀青年科学基金资助、2013年作为核心人员参加教育部创新团队《微纳制造与纳米测量技术》，2017年该团队评优并获滚动支持。

绪论(1)

0.1测试技术的基本概念(1)

0.2测试技术的工程应用(5)

0.3测试技术的发展趋势(12)

0.4主要传感器和测试仪器生产商(15)

习题(16)

上篇信号分析

第1章信号的波形分析(19)

1.1信号的分类(19)

1.2采样定理(26)

1.3信号分析中的标准函数(34)

1.4标准信号的产生(39)

1.5信号的波形分析(43)

习题(46)

第2章信号的频域分析(47)

2.1频域分析的概念(47)

2.2周期信号的傅里叶变换(51)

2.3非周期信号的傅里叶变换(63)

2.4特殊信号的傅里叶变换(64)

2.5傅里叶变换的基本性质(70)

2.6离散傅里叶变换与快速傅里叶变换(71)

2.7FFT算法的误差分析(87)

2.8频域分析的应用(92)

习题(94)

第3章信号的幅值域分析(96)

3.1信号的概率密度函数与直方图(96)

3.2信号的概率分布函数(100)

3.3幅值域分析的工程应用(104)

习题(106)

第4章信号的时差域相关分析(107)

4.1相关分析的概念(107)

4.2相关函数的性质(110)

4.3相关函数的计算(113)

4.4相关分析的工程应用(115)

习题(119)

第5章信号的时频域分析(120)

5.1时变信号分析的意义(120)

5.2短时傅里叶变换(122)

5.3小波变换(128)

习题(133)

第6章数字信号的滤波(134)

6.1滤波的概念(134)

6.2频域滤波(141)

6.3时域滤波和Z变换(145)

6.4有限冲击响应滤波器(149)

6.5无限冲击响应滤波器(150)

习题(152)

下篇传感技术与测量系统

第7章传感器技术(155)

7.1传感器技术概述(155)

7.2电阻式传感器(157)

7.3电感式传感器(170)

7.4电容式传感器(177)

7.5磁电传感器(181)

7.6压电传感器(184)

7.7霍尔传感器(190)

7.8光电传感器(191)

7.9图像传感器(194)

7.10热电偶(197)

7.11光纤传感器(201)

7.12光栅传感器(204)

7.13生物传感器(205)

7.14传感器选型方法(208)

习题(209)

第8章信号调理技术(212)

8.1信号调理技术概述(212)

8.2模拟信号的放大(213)

8.3桥式电路(220)

8.4模拟信号的滤波(225)

8.5模拟信号的调制与解调(232)

习题(241)

第9章测试系统的特性(243)

9.1测试系统概述(243)

9.2测试系统的静态响应特性(243)

9.3测试系统的动态响应特性(245)

9.4典型测试系统的动态响应(248)

习题(252)

第10章计算机化测试系统(254)

10.1概述(254)

10.2测试仪器的发展历程(256)

10.3计算机化测量仪器(256)

习题(266)

参考文献(267)